calculo de uniones atornilladas

Anejo: UNIONES POR TORNILLOS

Uniones por tornillos

UNIONES POR TORNILLOS

1. DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN
Los tornillos son piezas metálicas compuestas de una cabeza de forma exagonal,
un vástago liso y una parte roscada que permite el sellado mediante una tuerca y una
arandela. Su colocación se hace en frío.
Los tornillos se utilizan en las construcciones desmontables y en la unión deelementos construidos en taller al llegar a la obra para facilitar su transporte y montaje.
Los tornillos se clasifican en tres tipos:
− Tornillos ordinarios T
− Tornillos calibrados TC
− Tornillos de alta resistencia TR

Los tornillos ordinarios y calibrados se diferencian básicamente en sus
características geométricas. En los tornillos ordinarios el diámetro del agujero es 1 mm
másgrande que el del vástago, mientras que en los calibrados ambos diámetros están
ajustados, por lo que se utilizan con preferencia para la formación de nudos rígidos.
Los tornillos y tuercas ordinarios y calibrados tienen rosca triangular ISO de paso
grueso.

Rosca triangular ISO.

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Las características de los aceros empleados para los diferentes tipos detornillos
son:

Acero de los tornillos.

Características mecánicas de los aceros para tornillos y tuercas de alta resistencia.

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2. DIMENSIONES GEOMÉTRICAS DE LOS TORNILLOS

Se denomina área de la sección neta

d2
An = π 3
4

 d + d2  π
Se denomina área resistente de la rosca A R =  3

 2 4

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3. RESISTENCIA DE LOSELEMENTOS DE UNIÓN
El fallo por rotura de una unión en que el esfuerzo sobre el tornillo tipo T o Tc es
una fuerza normal a un eje puedes ser:
−
−
−
−

3.1.

Por rotura a tracción de la chapa (a).
Por cortadura de la sección del tornillo (b).
Por aplastamiento de la chapa a flexión del vástago del tornillo (c).
Por desgarro de la chapa, que se puede evitar normalmente con lasdisposiciones constructivas aconsejadas (d).

Se considera solicitación de agotamiento de un perfil o chapa solicitados por
aplastamiento contra la espiga del tornillo a la dada por:
2 × σn × A , para los T
2’5 × σn × A , para los TC
3 × σn × A , para los TR
A = Área de la superficie en contacto = espesor de la chapa o perfil ×
diámetro de la espiga del tornillo
σn= Resistencia de cálculo delacero

3.2.

Se considera solicitación de agotamiento de un tornillo solicitado a esfuerzo
cortante a la dada por:
0’65 × σn × n × A , para los T
0’80 × σn × n × A , para los TC

A = Área de la sección de la espiga
n = Secciones transversales que resisten el cortante conjuntamente
σn = 2400 Kg/cm² para la calidad A4t y 3000 Kg/cm² para la calidad A5t

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Seaconseja realizar uniones con doble chapa para evitar momentos flectores
como el del dibujo:

Los tornillos TR no deben estar sometidos a cortadura pues deben ser resistidos
por la fuerza de rozamiento desarrollada al apretar fuertemente los tornillos.
El esfuerzo de agotamiento al corte por el tornillo y cara de contacto es:
Tu = 1’07 × No × µ
µ = Coeficiente de rozamiento (0’45 para elA37; 0’52 para el A42; 0’6 para el
A52, en el caso de superficies no preparadas se adoptará 0’3)
NO = Esfuerzo axial de pretensado según la siguiente tabla:

Valores de No y Tu , en toneladas, por tornillo de
alta resistencia y cara de deslizamiento.

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3.3.

Se considera solicitación de agotamiento de un tornillo T o TC solicitado a
tracción a la dada por:Tu = 0’8 × σc × AR
σc = Resistencia de cálculo del tornillo
AR = Área resistente del tornillo

En el caso de tornillos TR la fórmula es:
Tu = 0’8 × σe × An = esfuerzo de pretensado (No)
σe = Límite elástico del tornillo
An = Área neta del tornillo

3.4.

Cuando un tornillo esté sometido conjuntamente a esfuerzo cortante y a tracción
deberá verificarse además en la espiga del tornillo...